Artur Ekert: Przyszłością jest wieloświat

Dawno, dawno, czyli pięć lat temu, miałem przyjemność pracować nad filmem dokumentalnym o Arturze Ekercie. Jest on, jak sam o sobie mówi, kryptofizykiem – czyli hybrydą kryptologa i fizyka. Jego ścieżka zawodowa wiodła przez Uniwersytety Jagielloński, Oksfordzki i Narodowy w Singapurze, a także instytucje oraz organizacje, o których z racji wykonywanych zajęć wspominać nie może. Gdyby wspomniał, musiałby was zabić.

Jego nazwisko jest znane prawie wszystkim, którzy interesują się mechaniką kwantową, a z pewnością każdemu, komu nieobcy jest temat informacji kwantowej. Dziedzina ta bada możliwości przesyłania i obrabiania danych z wykorzystaniem układów kwantowych – przewagi układów kwantowych nad układami klasycznymi, które w obliczeniach pozwalają iść na skróty przez czas, a w kryptografii podsuwają ideę szyfru doskonałego.

Właśnie – Artur Ekert jest pomysłodawcą jednego z takich szyfrów. Zdarzyło się to, kiedy studiował w Wielkiej Brytanii. – Oxford flu. Oksfordzka zaraza, grypa. Ten termin przez jakiś czas funkcjonował w naszym środowisku. Jest w tutejszej strukturze coś, co pozwala ludziom patrzeć w poprzek różnych dziedzin nauki – mówił mi Ekert podczas rozmowy w roku 2010. – Mimo iż zarodki kwantowej informacji były widoczne wszędzie, rozwinęła się właśnie Oksfordzie.

Zainspirowany rozmowami z Davidem Deutschem, pionierem idei komputera kwantowego, Ekert wymyślił sposób na obejście zasadniczego problemu w kryptografii – bezpiecznego przesyłania klucza, który otwiera szyfr. Czytając pewien zapomniany artykuł naukowy Alberta Einsteina zauważył, że można w tym celu użyć splątania kwantowego, właściwości, która rozłączne, odległe w przestrzeni cząstki czy atomy każe widzieć jako jedną całość.

Opisująca ideę kryptografii kwantowej publikacja z roku 1991 uważana jest za fundamentalną. Stawia się ją obok tej, którą w roku 1984 ogłosili Charles Bennett i Gilles Brassard. Ci dwaj uczeni, Amerykanin i Kanadyjczyk, zaproponowali nieco inny protokół, o mniejszych, jak się wydaje, konsekwencjach filozoficznych. Oba jednak kryją w sobie potencjał doskonałości. Rodzi się więc pytanie, czy szyfr doskonały istnieje.

Protokół kryptograficzny zaproponowany trzydzieści lat temu przez Ekerta realizowany jest dziś praktycznie. Można kupić skrzynkę, która ucieleśnia tę ideę i szyfrować dane na sposób kwantowy. I można przy tym w ogóle nie poddawać się refleksjom natury filozoficznej. Większość fizyków tak robi. Ale można też inaczej – bo protokół Ekerta prowokuje do zastanowienia się nad naturą pojęcia, które pochodzi z innego, mogło by się wydawać, porządku, niż fizyka.

Mechanika kwantowa ma swoje kościoły – a mówiąc precyzyjniej: zwolenników różnych jej interpretacji. Trafność równań jest bezdyskusyjna, ale już o tym, jakie niosą za sobą konsekwencje ontologiczne można podyskutować. Większość naukowców podchodzi do sprawy w sposób pragmatyczny – rachujemy, nie wdajemy się w rozważania, których nie sposób, jak na razie, zweryfikować eksperymentalnie. Nie przejmujmy się przesadnie dziwną przypadkowością, która wydaje się być zasadniczą cechą mikroświata. Nie martwmy się – jak Albert Einstein – tym, że pewne rzeczy wydają się dziać bez przyczyny.

Artur Ekert należy do mniejszości. Uważa, że kluczowe paradoksy związane z mechaniką kwantową można wyeliminować po przyjęciu założenia, że tak naprawdę realizowane są wszystkie możliwe ścieżki ewolucji wszechświata. Zagadkowość znika w borgesowskim wieloświecie. Tam zdarza się wszystko. Tylko prawie wszędzie nas nie ma.

Artur Ekert ma coś do powiedzenia o fizykach, którzy nie uwierzyli w ideę wieloświata.

Przyjęcie interpretacji wieloświatowej, której pomysłodawcą był amerykański fizyk Hugh Everett, w pewien sposób unifikuje świat. – Wydaje mi się, że teoria ta tłumaczy najlepiej mechanikę kwantową, bo nie zakłada sztucznego podziału na świat klasyczny i kwantowy – mówił Ekert. Są też inne zalety. – Wśród matematyków panuje tradycja myślenia geometrycznego i algebraicznego. Ja akurat myślę bardziej geometrycznie niż za pomocą równań. Teoria Everetta podsuwa formę konstrukcji geometrycznej. Widzę obliczenia w postaci dziwnie rozgałęziających się procesów obliczeniowych.

Istnienie wieloświata ma konsekwencje natury etycznej, estetycznej, i nie tylko.

Ktoś może powiedzieć, że Artur Ekert bywa enigmatyczny, że jest słabo przebadany. Coś w tym jest.

Ale coś jednak o Arturze Ekercie wiadomo na pewno. Wiadomo, jak go rozpoznać na ulicy.

Artura Ekerta można będzie spotkać na żywo już 21 maja o godz. 19:30 w Krakowie, podczas tegorocznej edycji Copernicus Festival. Opowie o wspomnianych wyżej odkryciach w sposób dalece bardziej zrozumiały i szeroki.

Więcej o Festiwalu na stronie organizatora.

Fragmenty pochodzą z filmu „Artur Ekert: A Model Kit” w reżyserii Karola Jałochowskiego z muzyką Jacka Mazurkiewicza (2017).